Fiche de révision : Analyse chimique par titrage

📋 Plan du Cours

1. Concentration et densité des solutions
2. Principe et équivalence du titrage
3. Repérage pH-métrique de l’équivalence
4. Titrage conductimétrique
5. Sources d’incertitude du titrage

📖 1. Concentration et densité des solutions

★ À maîtriser

📐 Formule - La concentration molaire d’une espèce dans une solution de pourcentage massique P et de densité d vérifie $C_{\text{espèce}}=\frac{P\,d\,\rho_{\text{eau}}}{100\,M_{\text{espèce}}}$, où P est exprimé en pourcentage et M en masse molaire.

Compléments

📐 Formule - La masse volumique de la solution est reliée à sa densité par $\rho_{\text{solution}}=d\,\rho_{\text{eau}}$.

📖 2. Principe et équivalence du titrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Titrage : Méthode de détermination d’une quantité de matière ou d’une concentration inconnue mettant en jeu une réaction chimique appelée réaction support du titrage.
• Volume équivalent : Volume de solution titrante à ajouter pour que les réactifs titrant et titré soient dans les proportions stœchiométriques dictées par l’équation de la réaction support.

★ À maîtriser

📌 La réaction support d’un titrage doit être totale, rapide et unique.

📌 La solution titrée contient le réactif dont la concentration est à déterminer, tandis que la solution titrante contient un réactif de concentration connue, généralement ajouté à la burette graduée.

📐 Formule - Pour une réaction support $aA+bB\rightarrow cC+dD$, la relation à l’équivalence est $\frac{n_A}{a}=\frac{n_B}{b}$.

Compléments

• Un pH-mètre ou un conductimètre plongé dans la solution titrée mesure respectivement le pH ou la conductivité pour chaque volume de solution titrante versé.

📖 3. Repérage pH-métrique de l’équivalence

★ À maîtriser

• Un titrage pH-métrique convient lorsque la réaction support est une réaction acido-basique, et le saut brusque de pH permet de repérer l’équivalence.

Compléments

• 🔄 La méthode des tangentes parallèles se déroule ainsi :

  1. Tracer deux tangentes parallèles de part et d’autre du saut de pH.
  2. Tracer la parallèle équidistante aux deux tangentes.
  3. Repérer son intersection avec la courbe comme point équivalent.

• La méthode de la courbe dérivée consiste à tracer, à partir des points expérimentaux, $\frac{dpH}{dV_{\text{versé}}}=f(V_{\text{versé}})$ ; un extremum franc indique le volume équivalent par son abscisse.

📖 4. Titrage conductimétrique

★ À maîtriser

• Un titrage conductimétrique convient lorsque la réaction support fait intervenir des ions, notamment pour doser les ions présents dans les eaux de boisson.

📐 Formule - La conductivité d’un mélange ionique suit la loi de Kohlrausch $\sigma=\sum_i \lambda_i[X_i]$, où $\lambda_i$ est la conductivité molaire ionique de l’ion considéré.

• Lorsque la dilution est négligeable, la courbe de conductivité en fonction du volume versé est constituée de deux droites qui se coupent au point équivalent.

Compléments

• Dans l’exemple d’une solution de soude titrée par l’acide chlorhydrique, les conductivités molaires ioniques suivent l’ordre $\lambda_{H_3O^+}>\lambda_{HO^-}>\lambda_{Na^+},\lambda_{Cl^-}$.

• Lors du titrage de la soude par l’acide chlorhydrique, la conductivité diminue avant l’équivalence, car les ions HO⁻ sont remplacés par des ions Cl⁻ moins conducteurs.

• Lors du titrage de la soude par l’acide chlorhydrique, la conductivité augmente après l’équivalence avec l’ajout d’ions H₃O⁺ et Cl⁻, et la pente est alors plus forte qu’avant l’équivalence.

• Pour rendre négligeable l’effet de dilution lors d’un titrage conductimétrique, on peut ajouter un grand volume d’eau distillée à la solution titrée avant le titrage.

💡 Astuce mémo

Avant l’équivalence, la conductivité diminue ; après, elle augmente.

📖 5. Sources d’incertitude du titrage

★ À maîtriser

• L’incertitude d’un titrage provient des manipulations, de la méthode employée et de la verrerie.

Compléments

• La tolérance indiquée pour une pipette jaugée est de ± 0,02 mL.

• La tolérance indiquée pour une burette graduée est de ± 0,05 mL.

📌 La présentation du résultat d’un titrage doit tenir compte de l’incertitude.